elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Relevant Properties of Carbon Support Materials in Successful Fe-N-C Synthesis for the Oxygen Reduction Reaction: Study of Carbon Blacks and Biomass-Based Carbons

Hülstede, Julia und Schonvogel, Dana und Schmies, Henrike und Wagner, Peter und Schröter, Frank und Dyck, Alexander und Wark, Michael (2020) Relevant Properties of Carbon Support Materials in Successful Fe-N-C Synthesis for the Oxygen Reduction Reaction: Study of Carbon Blacks and Biomass-Based Carbons. Materials, 14 (1), Seite 45. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/ma14010045. ISSN 1996-1944.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/14/1/45

Kurzfassung

Fe-N-C materials are promising non-precious metal catalysts for the oxygen reductionreaction in fuel cells and batteries. However, during the synthesis of these materials less activeFe-containing nanoparticles are formed in many cases which lead to a decrease in electrochemicalactivity and stability. In this study, we reveal the significant properties of the carbon support requiredfor the successful incorporation of Fe-N-related active sites. The impact of two carbon blacks andtwo activated biomass-based carbons on the Fe-N-C synthesis is investigated and crucial supportproperties are identified. Carbon supports having low portions of amorphous carbon, moderatesurface areas (>800 m2/g) and mesopores result in the successful incorporation of Fe and N onan atomic level and improved oxygen reduction reaction (ORR) activity. A low surface area andespecially amorphous parts of the carbon promote the formation of metallic iron species coveredby a graphitic layer. In contrast, highly microporous systems with amorphous carbon provoke theformation of less active iron carbides and carbon nanotubes. Overall, a phosphoric acid activatedbiomass is revealed as novel and sustainable carbon support for the formation of Fe-Nxsites. Overall,this study provides valuable and significant information for the future development of novel andsustainable carbon supports for Fe-N-C catalysts.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/140021/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Relevant Properties of Carbon Support Materials in Successful Fe-N-C Synthesis for the Oxygen Reduction Reaction: Study of Carbon Blacks and Biomass-Based Carbons
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hülstede, JuliaJulia.Huelstede (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7822-8425NICHT SPEZIFIZIERT
Schonvogel, DanaDana.Schonvogel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2485-740XNICHT SPEZIFIZIERT
Schmies, HenrikeHenrike.Schmies (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6565-1280NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, Peterp.wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5644-9881NICHT SPEZIFIZIERT
Schröter, FrankCarl von Ossietzky Universityhttps://orcid.org/0000-0002-8367-6684NICHT SPEZIFIZIERT
Dyck, Alexanderalexander.dyck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5010-8226NICHT SPEZIFIZIERT
Wark, MichaelCarl von Ossietzky Universityhttps://orcid.org/0000-0002-8725-0103NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Dezember 2020
Erschienen in:Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:14
DOI:10.3390/ma14010045
Seitenbereich:Seite 45
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1996-1944
Status:veröffentlicht
Stichwörter:nonprecious metal catalysts; Fe-N-C materials; activated biomass; porous carbon; carbonsupport; oxygen reduction reaction
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:TIG Technologie, Innovation und Gesellschaft
HGF - Programmthema:Erneuerbare Energie- und Materialressourcen für eine nachhaltige Zukunft
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemanalyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnik (alt)
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Brennstoffzellen
Hinterlegt von: Müller-Hülstede, Julia
Hinterlegt am:04 Jan 2021 15:07
Letzte Änderung:25 Okt 2023 08:25

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.